無線自組織網(wǎng)絡KTRP核心樹路由協(xié)議優(yōu)化研究.pdf

1、無線傳輸技術和網(wǎng)絡協(xié)議的發(fā)展,使得Ad Hoc網(wǎng)絡成為一個研究熱點。Ad Hoc網(wǎng)絡是一種不依賴于固定基礎設施的、具有自組織特性的無線網(wǎng)絡。它具有組網(wǎng)方便、靈活,受時間和空間制約小的特點,可廣泛應用于救援、戰(zhàn)場和探險等場合。由于網(wǎng)絡資源有限和拓撲結構的頻繁變化,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議算法不適用于Ad Hoc網(wǎng)絡。這給Ad Hoc網(wǎng)絡的路由問題帶來了嚴峻挑戰(zhàn),同時也引起了極大關注。 863課題“無線移動自組織互聯(lián)網(wǎng)技術及實驗系統(tǒng)研制”中提

2、出了一種分層的自組織算法——核心樹路由協(xié)議(Kernel Tree Routing Protocol, KTRP),它是一種混合式(hybrid)路由協(xié)議,具有分層自組織、混合式路由、無環(huán)路由等特點。KTRP路由協(xié)議通過無線路由器(Wireless Router, WR)的樹形邏輯拓撲解決了Ad Hoc網(wǎng)絡中路由環(huán)路的問題,易于組建較大的網(wǎng)絡。但是原KTRP路由協(xié)議的通信規(guī)則和邏輯上的核心樹形拓撲帶來了迂回路由、根節(jié)點易形成瓶頸等問題,

3、導致核心樹的開銷過大。 本文針對這個問題,在原KTRP協(xié)議上提出了改進方法。首先引入了“直連同級鄰居WR”的概念,通過直連同級鄰居節(jié)點,使得路由選取除了匯聚點之外有了新的選擇,在原KTRP協(xié)議中需要匯聚點轉發(fā)才能進行通信的節(jié)點現(xiàn)在可以直接進行通信。網(wǎng)絡中由轉發(fā)帶來的冗余開銷減少,使得核心樹的總體開銷減小,核心樹開銷過大的問題能得到改善。 接下來本文提出了動態(tài)根節(jié)點的概念,使用根節(jié)點自動更新原則選擇跳數(shù)最小的根節(jié)點。本文增

4、加了網(wǎng)絡拓撲表NTT(Network Topology Table),由根節(jié)點進行維護。該表包含了所有節(jié)點的父節(jié)點關系,根據(jù)這個關系,根節(jié)點可以計算出網(wǎng)絡的拓撲結構,并且以此計算每個節(jié)點到所有節(jié)點的跳數(shù)總和。這個表保證了根節(jié)點可以了解所有節(jié)點的具體位置信息。在此基礎上本文設計了根節(jié)點自動更新原則,通過動態(tài)選擇最佳根節(jié)點的策略選擇跳數(shù)總和最小的根節(jié)點,盡量使網(wǎng)絡中所有節(jié)點到根節(jié)點的跳數(shù)總和為最小,從而減少核心樹的路由開銷。從總體上實現(xiàn)對核